電験三種 令和6年度(2024) 下期 機械 問4 過去問解説

問4 《誘導機(二次銅損)》
電源に接続された三相誘導電動機が駆動されている。電源の線間電圧 $V_{\mathrm{n}}$ は400 V,電源から供給される線電流 $I_l$ は25.8 A,力率は0.8である。この場合の滑り $s$ が4 %であり,鉄損 $P_{\mathrm{i}}$ 及び一次銅損 $P_{\mathrm{c1}}$ の値は,共に,二次銅損 $P_{\mathrm{c2}}$ の値の $\dfrac{1}{2}$ である。この場合の二次銅損 $P_{\mathrm{c2}}$ の値[W]として最も近いものを次の(1)〜(5)のうちから一つ選べ。 ただし,その他の損失は無視できるものとする。
  1. (1) 318
  2. (2) 344
  3. (3) 550
  4. (4) 571
  5. (5) 596
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正解は(3)
使う公式
三相の入力 $P_1 = \sqrt{3} V I \cos\theta$(V:線間電圧[V]、I:線電流[A]、cosθ:力率) 二次銅損 $P_{\mathrm{c2}} = sP_2$(s:滑り、P₂:二次入力[W]) 入力の内わけ $P_1 = P_{\mathrm{i}} + P_{\mathrm{c1}} + P_2$(Pᵢ:鉄損[W]、P_c1:一次銅損[W])
解説
【考え方】電源から入った電力を「鉄損+一次銅損+二次入力」に分け、全部を二次銅損で表します。 ■1 数字を整理する 線間電圧 400 V、線電流 25.8 A、力率 0.8 滑り s=4 %=0.04 ■2 電源からの入力 $P_1 = \sqrt{3} \times 400 \times 25.8 \times 0.8$ $\fallingdotseq 692.8 \times 25.8 \times 0.8$ $\fallingdotseq 14300\,\mathrm{W}$ ■3 二次入力を二次銅損で表す 二次入力(回転子に渡る電力)のうち、s の割合が二次銅損になります。 $P_{\mathrm{c2}} = 0.04P_2$ なので $P_2 = \dfrac{P_{\mathrm{c2}}}{0.04} = 25P_{\mathrm{c2}}$ ■4 入力を全部 P_c2 で表す 鉄損 $P_{\mathrm{i}} = 0.5P_{\mathrm{c2}}$ 一次銅損 $P_{\mathrm{c1}} = 0.5P_{\mathrm{c2}}$ $P_1 = P_{\mathrm{i}} + P_{\mathrm{c1}} + P_2$ に入れます。 $14300 = 0.5P_{\mathrm{c2}} + 0.5P_{\mathrm{c2}} + 25P_{\mathrm{c2}}$ $14300 = 26P_{\mathrm{c2}}$ ■5 計算する $P_{\mathrm{c2}} = \dfrac{14300}{26} = 550\,\mathrm{W}$ 答えは(3)ピヨ。
出典:令和6年度(2024) 下期 第三種電気主任技術者試験(電気技術者試験センター)機械 問4